Patent DE-102018206181-B4 (DE)
Title: Verbessertes Autofokusverfahren für ein Koordinatenmessgerät und Koordinatenmessgerät
Inventor: FIEKERS CHRISTIAN
IPC: G03B13/36
Filed: 2018-04-23
Granted: 2021-12-09
Abstract: Verfahren (100) zum Ermitteln eines besten Fokusabstands eines mit einem Objektiv (44) versehenen optischen Sensors (14) eines Koordinatenmessgeräts (10) in Bezug auf die Oberfläche eines zu vermessenden Werkstücks (12), wobei der optische Sensor (14) und / oder das Werkstück (12) in einer Z-Richtung (20) bewegbar sind, so dass ein Abstand (22) in der Z-Richtung (20) zwischen dem Werkstück (12) und dem optischen Sensor (14) veränderbar ist, umfassend:Einen Bestimmungs- und Zuordnungsschritt (102), bei dem ein Kontrastkriterium von mit dem optischen Sensor (14) aufgenommenen Bildern der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks (12) bei jeweils unterschiedlich eingestellten Abständen (22) zwischen dem Werkstück (12) und dem Sensor (14) ermittelt wird und bei dem den jeweils eingestellten Abständen (22) der hierzu ermittelte Wert des Kontrastkriteriums datentechnisch zugeordnet und somit ein Zahlenpaar erzeugt wird, wobei dieser Bestimmungs- und Zuordnungsschritt (102) des Verfahrens (100) immer in ein und derselben Änderungsrichtung des Abstandes (22) entweder zum Werkstück (12) hin oder vom Werkstück (12) weg durchgeführt wird und wobei sich aus der größtmöglichen Differenz der hierbei in ein und derselben Änderungsrichtung eingestellten Abstände (22) ein sogenanntes Abstandsintervall (38; 59; 66) ergibt,wobei bei dem Bestimmungs- und Zuordnungsschritt (102) bei einer Bewegung des optischen Sensors (14) zu dem zu vermessenden Werkstück (12) hin oder bei einer Bewegung des optischen Sensors (14) von dem zu vermessenden Werkstück (12) weg der optische Sensor (14) mit einer Taktfrequenz F des optischen Sensors (14) Bildaufnahmen der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks (12) tätigt und wobei während der Tätigung der Bildaufnahmen mit der Taktfrequenz F jeweils ein Wert für ein Kontrastkriterium und jeweils ein Kennwert für den Abstand des optischen Sensors (14) zu dem zu vermessenden Werkstück (12) für jede der Bildaufnahmen ermittelt und zu einem Zahlenpaar für die weitere datentechnische Bearbeitung zusammengefügt werden,wobei das Verfahren (100) zum Ermitteln eines besten Fokusabstands eines mit einem Objektiv (44) versehenen optischen Sensors (14) eines Koordinatenmessgeräts (10) wenigstens einen der folgenden weiteren Schritte umfasst:Einen Aufbereitungsschritt (104), bei dem von allen bisher ermittelten Werten des Kontrastkriteriums aller bisher eingestellter Abstände (22) derjenige Wert, der den besten Kontrast repräsentiert, dem sogenannten aktuellen Bestwert, ein bestimmter Zahlenwert X zugeordnet wird und bei dem alle übrigen Werte entsprechend ihrem Zahlenverhältnis zum aktuellen Bestwert Bruchteile des Zahlenwerts X als Zahlenwerte zugeordnet werden;Einen Analyseschritt (106), bei dem zunächst ein unterer Minimalwert M < X vorgegeben wird und bei dem dann betrachtet wird, ob wenigstens einer der zugeordneten Zahlenwerte aller bisher eingestellter Abstände (22) kleiner als M ist, sollte dies nicht der Fall sein, so wird ein neues Abstandsintervall definiert, welches größer ist als das zuvor eingestellte Abstandsintervall;Einen Annäherungsschritt (108), bei dem zunächst ein unterer Schwellwert Y mit M < Y < X vorgegeben und ein neues Abstandsintervall um den aktuellen Bestwert mit dem Zahlenwert X herum definiert wird, wobei bei der Festlegung des neuen Abstandsintervalls wenigstens ein Abstand (22) beachtet wird, dessen zugeordneter Zahlenwert betragsmäßig über dem unteren Schwellwert Y liegt;Einen Überprüfungsschritt (109), bei dem betrachtet wird, ob wenigstens ein zugeordneter Zahlenwert aller bisher eingestellten Abstände (22), der einer linken Flanke einer Kontrastwertkurve zugeordnet werden kann, und ob wenigstens ein weiterer zugeordneter Zahlenwert aller bisher eingestellten Abstände (22), der einer rechten Flanke der Kontrastwertkurve zugeordnet werden kann, betragsmäßig über dem unteren Schwellwert Y liegen, ist dies der Fall, so wird aus wenigstens diesen beiden zugeordneten Zahlenwerten ein letztes Abstandsintervall definiert; undEinen Anpassungsschritt (110), bei dem eine Funktion an die Zahlenpaare des zuletzt gewählten Abstandsintervalls angepasst und daraus der beste Fokusabstand ermittelt wird.